DE4117439C2

DE4117439C2 - Flexible Bearbeitungszelle, insbesondere Montagezelle für eine Transferlinie

Info

Publication number: DE4117439C2
Application number: DE4117439A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Drexel; Gerhard Ing Grad Gosdowski; Christian Dipl Ing Schult
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-05-28
Filing date: 1991-05-28
Publication date: 1994-12-15
Anticipated expiration: 2011-05-29
Also published as: EP0517003A2; EP0517003A3; DE59209445D1; DE4117439A1; EP0517003B1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer flexiblen Bearbeitungszelle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Bearbeitungszelle geht aus VDI-Z 131 (1989) Nr. 8, Seiten 88-92 hervor, bei der ein Gestellaufbau vorgesehen ist, welcher als Rahmen für eine eine Bearbeitungszelle umgebende Umhüllung ausgeführt ist und einen Träger für eine Funktionseinheit und für pneumatische und/oder elektrische Installationsanschlüsse enthält. Der derart ausgerüstete Gestellaufbau bildet eine Basiseinheit mit der lediglich Grundfunktionen der Bearbeitungszelle ausführbar sind. Die Funktionserweiterung der Bearbeitungszelle erfordert deshalb an verschiedene Anwendungsfälle angepaßte Funktionseinheiten für Handhabungsaufgabe und/oder Materialbereitstellung. Aus der Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure für Werkstoffanwendung, Konstruktion, Qualitätssicherung 1 (1989), Nr. 7/8, Seiten 52-55 ist bekannt, Maschinengestelle in Verbundbauweise durch das Ausgießen metallischer Konstruktionen mit Mineralguß herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bearbeitungszelle zu schaffen, die eine als Basis dienende Transporteinheit nutzt und die zur Funktionserweiterung für verschiedene Anwendungsfälle modular erweiterbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße flexible Bearbeitungszelle hat den Vorteil, daß neben den Grundfunktionen der Transporteinheit auch die Funk tionsintegration von Handhabung und Materialbereitstellung in den modularen Aufbau einbezogen ist. Dem Anwender von flexiblen Trans ferstraßen steht damit eine kostengünstige Bearbeitungszelle mit hoher Funktionsintegration zur Verfügung, die eine optimale Ausbau fähigkeit garantiert. Somit ist es möglich, die Basiseinheit für verschiedene Anwendungsfälle modular zu erweitern.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen des Hauptanspruchs möglich. Besonders vor teilhaft ist, daß der Träger der Basiseinheit mit verschiedenen Funktionseinheiten ausrüstbar ist, indem das Befestigungsraster der Tischplatte eine variierbare Anschraubfläche für die Funktionsein heiten bietet.

Die Ausführung der Tischplatte aus Mineralguß bietet den Vorteil, daß neben den mechanischen Eigenschaften, wie hohe Festigkeit und Dämpfung, der Mineralguß auch gegen aggressive Medien, wie Öl, Fet te, Benzin und ähnliches resistent ist. Die einfache Einbringung von Durchbrüchen in den Mineralguß läßt darüber hinaus die Möglichkeit zu, pneumatische und elektrische Installationen hindurchzuführen sowie beispielsweise Hub- und Positioniereinheiten, Unterwerkzeuge Preßeinheiten und ähnliche Funktionsmittel anzulenken.

Durch den Einsatz von Strangpreßprofilen sind durch die darin vor handenen T-Nuten Befestigungsmöglichkeiten für vertikal angesetzte Funktionserweiterungen gegeben.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Basiseinheit der flexiblen Fertigungszelle,

Fig. 2 eine Basiseinheit mit Funktionssysteme für Handhabung, Mate rialbereitstellung und Steuerung,

Fig. 3 eine mit einem Material bereitstellungsmodul erweiterte Basiseinheit,

Fig. 4 eine Drauf sicht auf eine Tischplatte der flexiblen Bearbeitungszelle und

Fig. 5 eine Tischplatte gemäß Fig. 4 mit einem Schwenkarmroboter als Handhabungseinheit.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1 dargestellte Basiseinheit 10 der flexiblen Ferti gungszelle besteht aus einem Untergestell 11, einer Tischplatte 12, einem Gestell 13 für eine Umhüllung 26, einer Transferstrecke 14 mit einem Werkstückträger 29 und einem Installationsrahmen 15. Der In stallationsrahmen 15 ist unterhalb der Tischplatte 12 am Unterge stell 11 befestigt und enthält beispielsweise einen elektrischen Steckverteiler 18 und Pneumatikanschlüsse 19. Das Untergestell 11 und das Gestell 13 sind beispielsweise aus Aluminium-Strangpreßpro fil ausgeführt. Das Strangpreßprofil ist vorzugsweise quadratisch ausgebildet und besitzt an allen vier Seitenflächen mindestens eine T-Nut 40.

Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem die Basisein heit 10 gemäß Fig. 1 erweitert ist durch die Funktionseinheiten Portalroboter 16, Materialbereitstellungseinheit 20 und Steuerein heit 25. Der Portalroboter 16 ist mittels seiner beiden Ständer auf die Tischplatte 12 montiert. Der Erweiterungsmodul 21 und die Steu ereinheit 25 sind in der Tiefe an die Basiseinheit 10 seitlich ange setzt. Hierbei dienen die Profilelemente des Untergestells 11 als Anbauflächen 17 für die Einheiten 20 und 25. Als Befestigungselemen te sind beispielsweise nicht dargestellte Hammermuttern oder Hammer schrauben verwendbar, die in die T-Nuten 40 der Strangpreßprofile eingesetzt werden.

Ein zweites Ausführungsbeispiel geht aus Fig. 3 hervor. Hierbei ist die Basiseinheit 10 in der Tiefe an einer Seite mit einem Erweite rungsmodul 21 ausgerüstet. Der Modul 21 enthält ein weiteres Trans fersystem 22 für die Materialbereitstellung mit einem dargestellten Magazinbehälter 23. Der auf der Tischplatte 12 der Basiseinheit 10 befestigte Schwenkarmroboter 16 ist mit seinem Aktionsradius so aus gelegt, daß er die im Magazinbehälter 23 kommissionierten Teile ent nehmen und zum Werkstückträger 29 bewegen kann. Der Erweiterungsmo dul 21 ist ebenfalls aus einem Rahmengestell ausgebildet, welches an den Anbauflächen 17 der Profile des Untergestells 11 und/oder des Gestells 13 der Umhüllung befestigt ist. Aus Sicherheitsgründen ist die Erweiterungseinheit 21 ebenfalls so ausgebildet, daß sie das Transportsystem für die Materialbereitstellung 22 und den Schwenk bereich des Schwenkarmroboters 16 als Umhüllung umgibt.

Die in Fig. 4 dargestellte Tischplatte 12 enthält einen Rahmen 27 aus Profilelementen. Die Profilelemente besitzen vorzugsweise an jeder Seitenfläche zwei T-Nuten 30, 31. Die äußere T-Nut 30 dient beispielsweise zum Befestigen des Gestells 13 der Umhüllung 26. In Längsrichtung der Bearbeitungszelle sind ebenfalls aus Strangpreß profil ausgeführte Streben 28 eingesetzt, die, wie die Profilele mente des Rahmens 27, mit T-Nuten 32 ausgerüstet sind. Zur Stabili sierung ist die Tischplatte 12 innerhalb des Rahmens 27 bis auf einige Durchbrüche 34, 35 und 36 mit Mineralguß ausgefüllt. Die T-Nuten 30 bis 32 der Profilelemente des Rahmens 27 und der Streben 28 sind an der Ober- und Unterseite der Tischplatte 12 zugänglich.

Die T-Nuten 30, 31 und 32 der Profilelemente des Rahmens 27 und der Streben 28 bilden das Befestigungsraster der Tischplatte 12. Durch den bündigen Abschluß der Profilelemente an der Ober- und Unterseite der Tischplatte 12 ist es möglich, beide Flächen als Anbauflächen zu nutzen. Fig. 5 zeigt beispielsweise den in zwei T-Nuten 31, 32 der Oberseite der Tischplatte 12 befestigten Schwenkarmroboter 16, der mit seinem Arbeitsbereich 38 etwa die Hälfte der Tischplatte 12 ab deckt. Der außerhalb der Tischplatte 12 liegende Arbeitsbereich 38 überstreicht einen Magazinbehälter 23. Ein derartiger Aufbau ergibt sich beispielsweise aus dem Aufbau der Bearbeitungszelle gemäß Fig. 3, wo ebenfalls der Schwenkarmroboter 16 mit seinem Arbeitsbereich 38 etwa zur Hälfte aus der Basiseinheit 10 hinausreicht und Zugriff zu dem neben der Basiseinheit 10 angeordneten Erweiterungsmodul 21 besitzt.

Ferner ist auf der Tischplatte 12 die Transferstrecke 14 angeordnet. Die beiden den Doppelgurt führenden Schienen 41, 42 sind mit nicht näher dargestellten Befestigungswinkeln in den T-Nuten 30 und/oder 31 der beiden in der Tiefe der Bearbeitungszelle verlaufenden Pro filelementen des Rahmens 27 aufgeschraubt. Der Abstand der beiden Schienen 41, 42 wird mittels Distanzstücke 43 festgelegt. Durch die Befestigung in den T-Nuten 30 und/oder 31 ist die Transferstrecke 14 in der Tiefe der Bearbeitungszelle verschiebbar auf der Tischplatte 12 aufsetzbar.

Der etwa zentral in der Tischplatte 12 eingebrachte Durchbruch 36 dient zur Integration von Systemeinbauten, wie Hub- und Positionier einheiten für die Transferstrecke 14. Dabei bietet sich an, die in der Zeichnung nicht dargestellten Systemeinbauten in den T-Nuten der Unterseite der Tischplatte 12 zu befestigen.

Zum Aufbau einer Transferstraße werden einzelne Bearbeitungszellen in Längsrichtung hintereinander gekoppelt. Dabei kann die Transfer strecke 14 jeder Basiseinheit 10 über einen eigenen Antrieb verfü gen. Es ist aber auch sinnvoll, die Transferstrecken der in Längs richtung hintereinander gereihten Basiseinheiten 10 mit einem ein zigen Antrieb zu versehen. Die Art und Weise des Antriebs und der Kopplung von Transfermodulen zu einer Transferstraße ist im Stand der Technik bereits beschrieben. Durch die Variationsmöglichkeit des Befestigungsrasters der Tischplatte 12 ist die Basiseinheit 10 mit unterschiedlichen Transfersystemen ausrüstbar.

Das auf der Tischplatte 12 aufgesetzte Gestell 13 der Umhüllung der Bearbeitungszelle ist an den Seiten mit einem durchsichtigen Kunst stoff verkleidet. Die Umhüllung bildet die Sicherheitseinrichtung für die in der Bearbeitungszelle installierte Handhabungseinheit 16. Der Zugang in die Bearbeitungszelle erfolgt mittels einer an der Frontseite angebrachten und mit einer Zwangsverriegelung ausgeführ ten Schwenktür.

Die Kopplung der in Längsrichtung hintereinander gereihten Bear beitungszellen, erfolgt beispielsweise mit in die seitlich zugäng lichen T-Nuten 30, 31 des Rahmens 27 eingesetzten Profilverbinder.

Claims

1. Flexible Bearbeitungszelle, insbesondere Montagezelle für eine Transferlinie, mit einer Steuereinheit und einem Gestellaufbau, welcher den Rahmen für eine mindestens eine Bearbeitungseinheit umgebende Umhüllung ausgeführt ist und einen Träger für mindestens eine weitere Funktionseinheit und für pneumatische und/oder elektrische Installationsanschlüsse enthält, so daß der derart mit Funktionseinheiten und Installationsanschlüssen ausgerüstete Gestellaufbau eine Basiseinheit (10) für die Grundfunktionen der Bearbeitungszelle bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine mit einem Befestigungsraster (30 bis 32) für die Funktionseinheiten (14, 16, 20) ausgeführte Tischplatte (12) ist, daß das Befestigungsraster aus einem durch Profilelemente mit T-Nuten gebildeten Rahmen (27) und aus in Längserstreckung der Bearbeitungszelle verlaufenden Streben (28) besteht, wobei die T-Nuten zumindest an der Ober- und Unterseite der Tischplatte (12) zugänglich sind, daß der Rahmen (27) mit Mineralguß (37) ausgefüllt ist, und daß der Mineralguß (37) über mindestens einen Durchbruch (34 bis 36) verfügt, der zur Durchführung von pneumatischen und/oder elektrischen Installationsleitungen und/oder zur Durchführung von Funktionselementen vorgesehen ist.

2. Flexible Bearbeitungszelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Funktionseinheit eine Transferstrecke (14) ist.

3. Flexible Bearbeitungszelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß quer zur Längserstreckung der Basiseinheit (10) mindestens eine weitere Funktionseinheit (21) am Gestellaufbau der Basiseinheit (10) befestigt oder als separater Modul beigestellt werden kann.

4. Flexible Bearbeitungszelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Funktionseinheit (21) eine Materialbereitstellungseinheit (20) ist.

5. Flexible Bearbeitungszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tischplatte (12) die horizontale Abmessung der Bearbeitungszelle angibt, wobei die Tiefe der Tischplatte (12) für alle Anwendungsfälle festgelegt und die Längserstreckung den Anwendungsfällen angepaßt ist.

6. Flexible Bearbeitungszelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tischplatte (12) in der Tiefe mindestens die Hälfte der Reichweite der Bearbeitungseinheit (16) einnimmt.

7. Flexible Bearbeitungszelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gestellaufbau ein Untergestell (11) aufweist, an dem die Tischplatte (12) befestigt ist, und daß der Rahmen (13) der Umhüllung auf der Tischplatte (12) aufgesetzt ist.

8. Flexible Bearbeitungszelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Untergestell (11) ein Installationsrahmen (15) eingesetzt ist, der die elektrischen und/oder pneumatischen Installationsanschlüsse (18, 19) aufnimmt.

9. Flexible Bearbeitungszelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (25) im Untergestell (11) einsetzbar ist.

10. Flexible Bearbeitungszelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus einer mit dem Rahmen (13) versehenen Füllung aus durchsichtigem Kunststoff gebildet ist und zumindest an der Frontseite eine mit einer Zwangsverriegelung ausgerüstete Tür aufweist.